NL8104193A

NL8104193A - Voor de vervaardiging van een permanente magneet geschikte legering.

Info

Publication number: NL8104193A
Application number: NL8104193A
Authority: NL
Original assignee: Goldschmidt Ag Th
Priority date: 1980-10-25
Filing date: 1981-09-10
Publication date: 1982-05-17
Also published as: GB2086422B; DE3040342C2; DE3040342A1; CH646198A5; FR2492845B1; FR2492845A1; JPS6127457B2; GB2086422A; US4382061A; JPS57104644A

Description

?§»* * n

Br/Bl/lh/210

Voor de vervaardiging van een permanente magneet geschikte legering.

De uitvinding heeft betrekking op een voor de vervaardiging van een permanente magneet geschikte legering op basis van een cobalt-zeldzaam aardmetaal-legering in een atomaire verhouding van 5:1 tot 7:2, waarbij de zeldzame 5 aardmetaalcomponent uit tenminste drie verschillende zeldzame aardmetalen bestaat.

Uit het DE-OS 1 558 550 is een permanente magneet bekend, die uit kenmerk bezit, dat deze uit fijne permanente magnetische deeltjes is opgebouwd en het essen-10 tiële bestanddeel daarvan M^R is, waarbij 14= Co of een combinatie van Co met één of meer van de elementen Fe, Ni en Cu, en R = La, Th of een combinatie van Th met één of meer van de elementen van de zeldzame aarden of een combinatie van tenminste drie elementen van de zeldzame aarden 15 aangeeft. In het Offenlegungsschrift wordt er daarbij op gewezen, dat de uit deze legeringen bestaande permanente magneet gehomogeniseerd dient te worden bij een temperatuur zo dicht mogelijk beneden het smeltpunt in een tegen oxiderende invloeden beschermende apparatuur, opdat de gewenste 20 verbindingen zich zullen vormen.

Verder is het uit DE-AS 2 142 368 bekend gesinterde intermetallieke verbindingen van cobalt en samarium voor permanente magneten te gebruiken, waarbij de gesinterde intermetallieke verbinding gekenmerkt is door een samenstel-25 ling van a) Samarium en praseodymium tot 36 tot 39% bij een cobalt-gehalte van 61 tot 64%, waarbij het praseodymiumgehalte tussen 10 en 90% van het gehalte aan zeldzaam aardmetaal bedraagt, of 30 b) Samarium en lanthaan tot 34 tot 39% bij een cobaltgehalte van 61 tot 66%, waarbij het 1anthaangehalte tussen 10 en • 90% van het gehalte aan zeldzaam aardmetaalsbedraagt, of c) Samarium en cerium tot 34 tot 40% bij een cobaltgehalte 8104193 -2- ' > ,-*-A -,

1 I

v van 60 tot 66%, waarbij deriumgehalte tussen 10 en 90% van het gehalte aan zeldzaam aardmetaal bedraagt, of d) Samarium en cerium-mengmetaal tot 34 tot 39% bij een cobaltgehalte van 61 tot 66%, waarbij het dérium-meng-5 metaal tussen 10 en 90% van het gehalte aan zeldzaam aardmetaal bedraagt.

In een volgconclusie wordt er naar verwezen, dat lanthaan door een zeldzaam aardmetaal, dat uit cerium, neodymium, praseodymiun, yttrium en mengsels yan deze metalen 10 bestaat, in een zodanige hoeveelheid is vervangen, dat lanthaan in een hoeveelheid van tenminste 10% van het gehalte aan zeldzaam aardmetaal aanwezig blijft.

Ook in dit Auslegeschrift wordt er op gewezen, f dat de eigenschappen van een uit de gesinterde intermetallieke 15 verbinding vervaardigde permanente magneet nog verder kunnen worden verbeterd door de permanente magneet gedurende 24 h. in een neutrale atmosfeer aan warmte bloot te stellen bij een temperatuur, die 400°C beneden de sintertemperatuur ligt.

.20 Uit een groot aantal verdere publikaties leert de vakman dat cobalt-zeldzaara aardmetaal-legeringen van het bovengenoemde legeringstype getemperd moeten worden om optimale eigenschappen te bereiken.

Deze tempertrap vereist echter een hoge tijd-25 belasting omdat het temperen normaliter in verloop van een tijdsbestek van verscheidene uren plaatsvindt. Bovendien is het energieverbruik aanzienlijk, omdat bij het temperen een temperatuur van ongeveer 800· tot 900°C moet worden aangehouden.

30 De onderhavige uitvinding heeft nu ten doel cohalt-zeldzaam aardmetaal-legeringen te vinden, die dit temperen niet vereisen en toch eigenschappen vertonen zoals deze anders slechts door een temperen kunnen worden bereikt.

35 Verrassenderwijze werd gevonden, dat cobalt- zeldzaam· aardmetaal-legeringen met een atomaire verhouding van 5Ï1 tot 7:2 geen temperen vereisen, wanneer de zeldzame aardmetaal-component uit 8104 193 -3- 40-60 atoom % samarium, 15-30 atoom % lanthaan, 15-30 atoom % neodymium, rest door bereiding bepaald gehalte aan andere 5 zeldzame aardmetalen, is samengesteld.

Dit afwijkende gehalte van de legeringen volgens de uitvinding was voor de vakman volkomen verrassend en was door geen van de publikaties gesuggereerd.

10 Voor het gebruik in de praktijk van deze cobalt- zeldzaam aardmetaal-legeringen als permanente magneten betekent dit een aanzienlijke vereenvoudiging van het produktieproces in combinatie met een. verminderde tijd- en energiebehoefte. Hierdoor wordt hét mogel'ijk deze legeringen 15 voor een relatief lage prijs te bereiden en deze daardoor voor een ruimere toepassing toegankelijk, te maken. Van bijzondere betekenis is daarbij, dat de zeldzame aardmetaal-componenten lanthaan en neodymium tot de in de natuur relatief het meest voorkomende zeldzame aarden behoren, zodat 2Q wat betreft de beschikbaarheid van deze legeringhestanddelen geen moeilijkheden optreden.

In de volgende tabel worden de magnetische eigenschappen van cobalt-zeldzaam aardmetaal-magneten van het verbindingstype 25 (Sm, La, NdlCo^ biet volgens de uitvinding en volgens de uitvinding met elkaar vergeleken. Niet volgens de uitvinding zijn de legeringen 1,2,6 en 7. Deze legeringen niet volgens de uit- * vinding worden vergeleken met de legeringen 3,4 en 5 volgens 3Q de uitvinding.

8104 103 . . -4- , ' ' ^ O o ·** to CM ^ .

, tyi. t" - I »· I O l ï til C. O O r-i β·Η· 0) t> tnfi------------~i

H *H

O > * > -y , o o o o •H to -¾4 o O cm -m*

+*3 VO - I - ·- J. O -¾1 00 H

0) O O ’ i-i ri Q) ^ SO ' _______' _ Λ ' O O O to O m ·=? . co o O oo VO rH CM CO CM 00 r-i «η Λ· - ·* 1 r-i · - 0 0.0

• *- O O O O

O CM uo sf ^ m' σ\ to oo h _ 00 00 C0 r-i________ fi LH ιΗ H r*i 5 ** K ^ V X o o o' o o o o o jj ^ O to ^ to -r-) CT\ iH O ή £ Ή t—i QJ -------------:- .Ό G 3* O O O "3· - ' 0) -5K O O CM -M* ' tos co a\ to oo i-ι o lf> iH rH . -..................... ....... - ------- > ΙΗ *-ί 04 f-i s o O O O o o o o O O CM to „ ' σ\ CM ri r-i ·& r-i fi

CO

« · ______________ 0) Ό 00 O tO r-i W in r-i CM r-J O O O m

Ö -CM*· *· - * - to Γ0 to CO

<D tn O O O O co co co .h t7>£ ι—ί ·ι-ί - -----. — ------- ---- ........ ...........

Cti i> Ö O0 to σ» r-i

•Η in O cm r-i O to O O

-P ï> - ri ·» ·» V K ^=3* r— CO CM

<1> +* O O O O co r- co r-i •ri Ή S3 2 00 s η h \ \ \

Ej rij < t-3 £ m x <u

u X

O) <d -n 1 2 5n PS ïrP « pq Μ M pq " ___j__________ 8 1 0 4 1 9 3 ’’ * *» •n*. .-- -5- Λ Β-, geeft de remanentie van de legering aan.

geeft de coercitiefveldsterkte van de polarisatie aan.

HK is het zogenaamde knieveld en verschaft de vakman informatie met betrekking tot de rechthoekigheid van de 5 ontmagnetiseringskfcomme.

BHmax geeft het energieprodukt aan.

De legeringen 1 en 2 liggen tengevolge van het te lage lanthaangehalte buiten het kader van de uitvinding.

Zij vertonen bovendien'een lagere ‘coerci tie fveldsterkte.

10 De legering 3 bezit een samenstelling volgens de uitvinding en vertoont zonder temperen een remanentie van 90GL mT. De coercitiefveldsterkte bedraagt JL2Q0 kA/m.

Het knieveld is 1120 kA/m en het energieprodukt ligt bij 160 kJ/nf*.

15 Indien men deze legering 3 h bij 89Öl°C tempert, yerkrijgt men de legering 3 met aanzienlijk, slechtere waarden voor de coercitiefveldsterkte, het knieveld en het energieprodukt. Hetzelfde beeld doet zich. voor hij de φ legering 4 volgens de uitvinding. De niet-getemperde lege-20 ring vertoont weer reeds een coercitiefveldsterkte yan 116Q kA/m, een knieveld van 1040 kA/m en een energieprodukt van ongeveer 16Q kJ/m . De bij 870°C gedurende een periode van 4 h getemperde legering 4 vertoont een duidelijkt achteruitgang van de coercitiefveldsterkte- 'tot 620. kA/m, van het 25 knieveld tot ongeveer 35 Q kA/m en van het energieprodukt tot ongeveer 14Q kJ/m .

De legering 5, eveneens volgens de uitvinding, ligt in de buurt van de grens van het traject volgens de uitvinding wat betreft het samarium- en lanthaangehalte.

3Q De legering bezit nog een hoge coercitiefveldsterkte, de remanentie is enigszins tot 88Q mT gedaald, maar het knieyeld ligt reeds bij 80Q kA/m.

De legeringen 6 en 7, niet volgens de uitvinding, vertonen zelfs na een optimerende sinterhehandeling volkomen 35 onvoldoende coercitiefyeldsterkten alsmede een onvoldoende knieveld.

Uit de tabel blijkt dus, dat de legeringen volgens de uitvinding een van de norm afwijkend, onverwachts maar technisch echter bijzonder gunstig gedrag vertonen.

8104 193

Claims

•r · -·* u J -6- CONCLXJS IE Voor de bereiding van een permanente magneet-geschikte legering op basis van een cobalt-zeldzaam aard-metaal-legering in een atoomverhouding van 5:1 tot 7:2, waarbij de zeldzame aardmetaal-component uit tenminste 5, drie verschillende zeldzame aardmetalen bestaat, met het kenmerk, dat de zeldzame aardmetaal-component uit 40 tot 60 atoom% samarium, 15 tot 3Q atoom% lanthaan, d5 tot 3Q atoom% neodymium, 10 rest door bereiding bepaald gehalte aan andere zeldzame aardmetalen, is samengesteld.. 8104193